Ćwiczenie nr 1 - Wyznaczanie wilgotności optymalnej gruntu

LABORATORIUM MECHANIKI GRUNTÓW
Wyznaczanie wilgotności optymalnej gruntu.
Wilgotność optymalna gruntu wopt jest to wilgotność, przy której grunt ubijany
w sposób znormalizowany uzyskuje maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego
ρds. Metoda badania polega na zagęszczeniu gruntu w cylindrze o znanej objętości w kilku
warstwach. Liczba warstw, energia zagęszczania oraz objętość cylindra uzależnione są od
przyjętej metody. W ćwiczeniu przyjęto metodę I.
Metoda
I
II
III
IV
Objętość
cylindra
[cm3]
1000
2200
1000
2200
Liczba
warstw
3
3
5
5
Masa
ubijaka
[kg]
2,5
2,5
4,5
4,5
Wysokość
spadania
[cm]
32
32
48
48
Liczba uderzeń
na jedną
warstwę
25
55
25
55
Jednostkowa
praca
[J/cm3]
0,59
0,59
2,65
2,65
Określić masę cylindra mt bez podstawki (Fot. 7.1). Przy użyciu suwmiarki pomierzyć
średnicę cylindra oraz jego wysokość. Wartości te stanowić będą podstawę do określenia jego
objętości. Następnie cylinder wraz z podstawką i nadstawką umieścić w aparacie Proctora,
przymocowując ją dwiema śrubami. Z przygotowanego gruntu o masie 4,0 – 5,0 kg
i wilgotności początkowej 2 ÷ 3 %, ułożyć pierwszą warstwę w cylindrze (Fot. 7.2). Liczbę
uderzeń ustawić na 25 i uruchomić aparat Proctora. Po zakończeniu pierwszego cyklu
zagęszczenia, wsypać kolejną porcję gruntu i ponownie uruchomić aparat. Ogółem wykonać
należy trzy cykle zagęszczenia dla danej wilgotności. Ostatnia warstwa po ubiciu musi być
ułożona w ten sposób, aby jej powierzchnia wystawała o około 5 cm nad górną krawędź
cylindra.
Po ubiciu ostatniej warstwy wyjąć cylinder z aparatu, zdjąć nadstawkę i podstawę
cylindra. Nadmiar gruntu usunąć od spodu i od góry cylindra, równo z krawędziami (Fot.
7.3). Określić masę cylindra z gruntem mmt, stanowić to będzie podstawę do obliczenia
gęstości objętościowej gruntu ρ.
Z cylindra, pobrać z kilku miejsc próbkę gruntu o masie około 50 g w celu oznaczenia
jego wilgotności (Fot. 7.4.). Następnie do całej masy gruntu dodajemy tyle wody
destylowanej, aby jego wilgotność zwiększyła się o 1,0 – 2,0 %.
Opisane czynności należy powtórzyć, co najmniej 5÷6 razy.
Po oznaczeniu wilgotności w i gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ρd dla
poszczególnych badań, sporządzamy wykres zależności ρd od w, jak to pokazano na
przykładowym wykresie (rys. 7.1).
Za wilgotność optymalną wopt należy przyjąć tę wartość, która na wykresie odpowiada
maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ρd.
LABORATORIUM MECHANIKI GRUNTÓW
cylinder
Fot. 7.1.Widok samego cylindra.
nadstawka
cylinder
podstawa
Fot. 7.2. Widok cylindra, nadstawki oraz podstawy.
LABORATORIUM MECHANIKI GRUNTÓW
cylinder
Fot. 7.3. Widok cylindra z gruntem.
Fot. 7.4. Pobieranie próbek gruntu w celu określenia wilgotności gruntu.
gęstość objętościowa szkieletu [g/cm^3]
Krzywa zagęszczalności
linia pełnego
nasycenia wodą
metoda I
metoda II
ρdmax
wopt
wilgotność w [%]
Rys. 7.1. Krzywa zagęszczalności gruntu.